常用粗牙螺纹螺距简易计算公式及应用

刘亚磊， 孙绪利， 李淼， 高文秀， 马超

（北京交通职业技术学院 轨道交通系，北京 102200）

0 引言

粗牙螺纹是使用最广泛的一种螺纹，但由于粗牙螺纹的螺距在图样中是不需要标注的[1-3]，使用时需要查阅相关标准获得，所以在粗牙螺纹的加工过程中带来很多不便。胡飞嘉、李丽[4]曾提出一种粗牙螺纹螺距的简易记忆法，但其方法有些繁琐，为方便记忆，笔者提出一种更简易的常用粗牙螺纹螺距的计算方法，根据此方法可快捷准确地得出常用粗牙螺纹的螺距，提高劳动生产率。

1 常用粗牙螺纹螺距的计算方法

1.1 常用粗牙螺纹的标准螺距

根据GB/T 193-2003中关于螺纹和螺距的规定，选择螺纹公称直径时，优先选用第1系列，其次选用第2系列，最后选择第3系列[5]。在第1系列和第2系列中M6~M42的粗牙螺纹在生产和生活中使用最为广泛，其标准螺距为1、1.25、1.5、1.75、2、2.5、3、3.5、4、4.5，对应关系见表1所示。粗牙螺纹的螺距不需要在图样中标注，对于一般机械加工人员来说，记忆如此多的标准螺距有一定的难度，而反复查手册会降低生产效率，给生产者带来不便。

1.2 计算公式推导

表1 常见粗牙螺纹M6～M42（M33、M39除外）的标准螺距 mm

图1 粗牙螺纹M6～M42的公称直径和螺距的散点图

对于表1中的常用粗牙螺纹的公称直径及螺距，做散点图初步观察两者间的关系，如图1所示。

通过观察，可以看出粗牙螺纹M6~M42的公称直径和螺距呈现高度相关关系，可拟合为线性函数[6-9]，应用mathematical软件编程如下：

拟合结果如图2所示。以上拟合结果反映出了粗牙螺纹M6~M42公称直径和螺距的线性关系，为方便记忆，可用以下简化公式代替：

图2 拟合结果

式中：P′为计算螺距；d为外螺纹公称直径；D为内螺纹公称直径。通过式（1）计算出的并不一定与标准螺距相等，可取与P′最接近的标准螺距，即为公称直径为d（D）的粗牙螺纹的螺距P。

例如：计算M8的螺距P′=1.3，与之最接近的标准螺距为1.25，所以M8螺纹的螺距P=1.25；计算M36的螺距，P′=4.1与之最接近的标准螺距为4，所以M36螺纹的螺距P=4。

此公式只适用于GB/T 193-2003中规定的常用粗牙螺纹M6~M42公称直径的第1系列和第2系列，M33和M39除外。

1.3 公式验证

通过上述公式计算出常用螺纹M6~M42的螺距，并验证其正确性，详见表2所示。

表2 常用粗牙螺纹螺距计算及验证

2 公式应用

2.1 车削螺纹时螺距的确定

粗牙螺纹经常在车床上加工获得，在车削螺纹的过程中，需要根据螺纹的螺距来调整车床变速机构[10-13]。由于图样上并未标注出粗牙螺纹的螺距，此时即可根据式（1）进行螺距的计算及判断。

2.2 攻丝底孔直径的确定

钳工师傅在进行螺纹加工时，要先钻底孔，再进行攻丝[14-15]。螺纹底孔的直径可根据下列公式来进行计算：

这时就需要知道粗牙螺纹的螺距，根据式（1）计算出螺距后，代入式（2）即可得出螺纹底孔直径。

2.3 零件测绘时确定内螺纹公称直径D

在进行机器设备的测绘，或进行旧设备的维护时，由于没有机器零件图样可查，机器零件上的内螺纹尺寸无法通过普通的测量方法获得，可首先通过游标卡尺测得内螺纹的小径，再通过下列公式试凑来确定内螺纹的公称直径和螺距:

例如：目前测得某粗牙内螺纹小径D1=17.5 mm，其公称直径可能是18、20、22 mm，对应螺距均为2.5 mm，通过试凑，该内螺纹的公称直径为20 mm，螺距为2.5 mm。

3 结论

综上所述，粗牙螺纹广泛应用于各类机械中，因在图样中一般不需要标注其螺距，所以给需要者带来诸多不便，本文提出的常用粗牙螺纹螺距的计算公式非常简单，而且方便记忆、准确可靠。同时，本文还给出了该公式的多方面应用，该公式对于车工、钳工以及相关的机械设计人员具有一定的借鉴意义。